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Spatiotemporal coordination of microtubule-organizing centers in two evolutionary distant eukaryotes

Descrizione del progetto

Comprendere la riproposizione dei centrioli in corpi basali

I centrioli, componenti dei centri organizzatori di microtubuli (MTOC, microtubule organising centre), sono antichi organelli a base di microtubuli che formano i poli del fuso mitotico e, in seguito a mitosi, possono essere modificati come corpi basali, altri antichi organuli microtubulari che si trovano vicino alla membrana plasmatica. I corpi basali costituiscono il modello per l’assemblaggio delle ciglia, che rivestono importanza ai fini della segnalazione cellulare, del movimento dei fluidi e della locomozione. I difetti nella riproposizione dei centrioli in corpi basali possono esercitare gravi effetti, come l’infertilità dovuta a una ridotta mobilità degli spermatozoi. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MTOControl si propone di indagare il controllo spazio-temporale della riproposizione, il modo in cui si sono evolute le diverse funzioni e il motivo per cui MTOC differenti non sono presenti nelle stesse cellule.

Obiettivo

Microtubule-organizing centers (MTOCs) are key eukaryotic structures for microtubule nucleation and organization. Many MTOCs contain centrioles, organelles with two critical functions. i) In mitosis, they localize to the pole of the mitotic spindle aiding its organization. ii) After cell division, centrioles are repurposed as basal bodies at the plasma membrane where they are essential for cilia/flagella formation. Defects in centriole/basal body (CBB) repurposing can have devastating consequences and lead e.g. to infertility in human sperm. CBB functions correlate with subcellular localization, but is the spatiotemporal control required for this organelle to fulfill two distinct functions? How did the ancestral CBB evolve these functions? And why are different MTOCs not present simultaneously in a cell? To tackle these questions, I will first analyze and compare CBB repurposing strategies during the cell cycle of the green alga Chlamydomonas rheinhardtii with those in the complex life cycle of the acellular slime mold Physarum polycephalum, two evolutionary distant eukaryotes. To do so, I will develop and apply a correlative microscopy workflow in which time-lapse imaging of cells is followed by cryo-fixation and expansion microscopy (Cryo-ExM) combined with Stimulated Emission Depletion (STED). Using transient overexpression and laser ablation, I will interfere with spatial and temporal control of CBB repurposing to elucidate the role of subcellular location of this bifunctional organelle. Further, I will study how cells cope with several different MTOCs at a time, likely competing for tubulin. This project will provide a novel, high-end correlative live-cell and super-resolution imaging pipeline, which can be easily adapted for various species and cellular structures. Understanding the different strategies of CBB repurposing that evolved will have broad implications as a basis to understand CBB defects in the human cell cycle and during spermatogenesis.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinatore

EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY LABORATORY
Contributo netto dell'UE
€ 173 847,36
Indirizzo
Meyerhofstrasse 1
69117 Heidelberg
Germania
Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato